一种多自由度承重自锁人工关节的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及到一种减震、缓冲及承重自锁的多自由度承重自锁人工关节，适用于机器人、汽车行业等领域。
【背景技术】
[0002]人体的骨骼起着支撑身体的作用，是人体运动系统的一部分。成人有206块骨。骨与骨之间一般用关节和韧带连接起来的。关节设计所应用的基础理论是靠人体节的解剖结构、运动特性以及生物力学方面的知识来发展的。现有的机械构件运动中，球关节可以旋转、翻转的功能，可以灵活转动，具有多个自由度。球关节是汽车配件中使用较多的机械结构件。常用于悬挂摆臂、转向节等部位。
[0003]承重自锁装置广泛应用于机器人、生物医学工程和汽车开发领域，其采用的原理是当该承重自锁装置受到外部作用力时，该装置会自动锁定，当外部作用力撤除时，该装置会自动解锁。医疗器械领域和机器人领域多采用承重自锁装置模拟人的关节等重要部位，汽车领域多将承重自锁装置应用于悬挂摆臂、转向节等重要部位。
[0004]中国专利CN101486193A公开了一种球关节驱动机构，该关节具有较好的径向刚度，能够轴向扭转，同时具备较好的偏转性能，但是不具备承重自锁功能。同样，中国专利CN2269491Y公开了一种人工关节，该人工关节有较好的减震缓冲作用，但不能较好的实现承重自锁功能。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种具有较好的减震缓冲作用，具有较好的灵活性，同时能够实现承重自锁功能的多自由度承重自锁人工关节。
[0006]为实现上述方案，本实用新型提供的一种多自由度承重自锁人工关节，包括上连接杆、外壳、活动球、上弹簧、下弹簧和下连接杆，所述上连接杆安装在外壳顶端，所述外壳内部设置有活动球，所述活动球顶部与连接杆连接，底部与下连接杆连接，所述下连接杆与外壳之间设置有上弹簧和下弹簧。
[0007]在上述技术方案中，所述下连接杆包括下球座、弹簧座台和下连接柱，所述弹簧座台安装在下连接柱中部，所述下球座安装在下连接柱顶端，所述弹簧座台为缓冲件上弹簧和下弹簧提供安装位置，下连接杆通过下连接柱与外部零件连接。
[0008]在上述技术方案中，所述下连接杆通过下球座与活动球连接，下球座为半月形，刚好契合活动球的活动轨迹，活动球可在下球座限定的范围内移动、滑动、旋转和翻转。
[0009]在上述技术方案中，所述下球座为弹性橡胶件，防止活动球受力后和下球座硬性碰撞，增加活动球的使用寿命。
[0010]在上述技术方案中，所述外壳包括上壳、中壳和底壳，所述上壳安装在中壳顶部，所述底壳安装在中壳底部，所述活动球安装在中壳内部，上连接杆通过上壳顶端设置的开口伸入外壳内部，上连接杆可在外壳限制的范围内移动和滑动。[0011 ]在上述技术方案中，所述中壳内部镂空，所述中壳一侧开有观察口，设置观察口更易于对壳内活动球的观察，方便维修。
[0012]在上述技术方案中，所述上弹簧安装在下球座和底壳之间，所述下弹簧安装在底壳和弹簧座台之间，当上连接杆受力时，活动球和外壳受压下移，下弹簧受到外壳的作用力被压缩，而上弹簧被拉伸，上弹簧的拉升和下弹簧的压缩对受力起到很好的缓冲减震作用。
[0013]在上述技术方案中，所述上连接杆包括上连接柱、上球座和保护罩，所述上球座安装在上连接柱底端，所述保护罩套封在上球座上方，所述上连接杆通过上球座与活动球连接，上球座与活动球之间留有一定的间隙，所述保护罩遮覆在上壳顶部，当不受力的时候，上连接杆与外壳可以相互运动，上连接杆与球体之间也可以相互运动，当上连接杆受力后，上连接杆与外壳接触，由于上连接杆与外壳之间是球面的弧形接触，在摩擦力作用下上连接杆与外壳之间不能相对滑动或旋转，此时上连接杆将往下移动，此时外壳在受到上连接杆的作用力下往下移动，下弹簧在受到外壳的作用力下被压缩，而上弹簧被拉伸，此时活动球在下连接杆的挤压力和上连接杆的压力下被制动。
[0014]在上述技术方案中，所述保护罩表面开有两个圆孔，有利于运动过程中的热量散发。
[0015]本实用新型的有益效果在于:具有较好的减震缓冲作用，具有较好的灵活性，同时能够实现承重自锁功能。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的立体结构示意图。
[0017]图2是本实用新型的剖视图。
[0018]图3是本实用新型中上连接杆的立体结构示意图。
[0019]图4是本实用新型中外壳的立体结构示意图。
[0020]图5是本实用新型中外壳和下连接杆的连接示意图。
[0021]图6是本实用新型中上连接杆、活动球和下连接杆的连接示意图。
[0022]图中:1-上连接杆，2-外壳，3-活动球，4-上弹簧，5-下弹簧，6_下连接杆，11-上连接柱，12-上球座，13-保护罩，21-上壳，22-中壳，23-底壳，61-下球座，62-弹簧座台，63-下连接柱。
【具体实施方式】
[0023]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本实用新型的保护范围。
[0024]实施例:一种多自由度承重自锁人工关节。
[0025]参照图1和图2所示，一种多自由度承重自锁人工关节，包括上连接杆1、外壳2、活动球3、上弹簧4、下弹簧5和下连接杆6，所述上连接杆I安装在外壳2顶端，所述外壳2内部设置有活动球3，所述活动球3顶部与上连接杆I连接，底部与下连接杆6连接，所述下连接杆6与外壳2之间设置有上弹簧4和下弹簧5。
[0026]参照图5所示，所述下连接杆6包括下球座61、弹簧座台62和下连接柱63，所述弹簧座台62安装在下连接柱63中部，所述下球座61安装在下连接柱63顶端，所述弹簧座台62为缓冲件上弹簧4和下弹簧5提供安装位置，下连接杆6通过下连接柱63与外部